两片式举升门电泳流痕的形成原因与解决方案

陈威涯

两片式举升门电泳流痕的形成原因与解决方案

陈威涯

（上汽通用汽车有限公司，上海 200120）

两片式举升门容易在两片钣金焊接缝处形成电泳流痕，影响产品的外观质量，增加后道工序人工打磨成本。文章分析了两片式举升门电泳流痕形成的机理及原因，通过对两片式举升门电泳流痕问题的总结分析，提出了两片式举升门的设计要求建议，对解决相关电泳流痕问题提供了可供参考的方案。

两片式举升门；电泳流痕；车身胶；高温烘烤

通过焊接方式将两片钣金连接在一起的举升门称为两片式举升门，因其工艺相对简单、设备投资少和灵活度高等优点，越来越多地应用于汽车整车举升门的设计。两片式举升门可以有效增加举升门外形的多样性，其本身冲压成型难度低，成型成本也比单片式举升门低。尽管两片式举升门相比于单片式举升门拥有诸多优势，但两片式举升门容易在两片钣金焊接缝处形成电泳流痕，影响产品的外观质量，增加后道工序人工打磨成本[1-4]。本文对某车型的两片式举升门电泳流痕问题进行充分的分析和验证，进而提供了解决两片式举升门电泳流痕的有效方案。

1 电泳流痕形成机理及原因

1.1 电泳流痕简介

电泳流痕是指产生于整车涂装工艺过程中的一种表面质量缺陷，一般产生于电泳烘房烘烤之后，整车经过电泳、后道多次的冲洗和沥水后需要进入高温烘房将电泳漆烤干。此时若有液体残留在钣金夹缝或车体内腔中，在经过高温烘烤后，这些液体升温爆沸喷出在整车表面形成流痕。液体残留容易产生于四门两盖的折边处、后流水槽的钣金搭接缝处以及侧围内外钣金搭接缝处等，因此，这些位置经常发生电泳流痕。电泳流痕一旦产生，一般需要后道工序对其进行打磨，返工以消除缺陷，对涂装车间造成较大的材料和人力浪费。如何实现有效减少电泳流痕和改善电泳漆膜的表面质量是油漆工艺环节目标。通过研究可知，解决电泳流痕比较有效的方法是从设计端出发，通过设计调整避免液体残留在钣金缝处[5-7]。

1.2 电泳留痕形成机理

两片式举升门电泳流痕形成机理可从两片式举升门的结构特征入手进行研究。两片式举升门在经过电泳、冲洗、沥干等工序后，容易在两片钣金的夹缝处形成液体残留，如图1所示。夹缝中容易残留液体的原因为液体表面张力在细小缝隙中产生毛细作用，使得缝隙中的液体得以克服自身重力而留在缝隙中，无法充分沥干。由于缝隙中有液体残留，当两片式举升门进入烘房后，随着外部温度不断升高，残留液体温度也不断地上升，进而转入不稳定的状态。该状态下原本稳定的毛细作用被破坏，残留液体从缝隙中流出，并最终在客户可视的表面区域形成电泳流痕。一般情况下，钣金间隙越长，即上下钣金的重叠区域越大，产生的电泳流痕越严重，通过调整车身胶的位置可以实现对间隙长短的控制。

图1 两片式举升门截面图

1.3 电泳留痕形成原因

对现场某车型两片式举升门电泳流痕问题展开调查，现场如图2所示。电泳流痕产生于牌照框下缘区域，影响范围较大，后道打磨需要浪费较多的人工，对生产节拍影响较大，是现场急需解决的问题。对缺陷发生比例、严重程度等作进一步数据统计如表1所示，不同班次出现缺陷的位置以及缺陷车的占比基本一致。对现状进行研究后发现，两片式举升门牌照框下缘的电泳流痕是由举升门上/下片钣金搭接缝中的液体残留流出后滴落产生。根据两片式举升门电泳流痕形成机理，电泳流痕的形成与间隙的长短相关，因此，该举升门电泳流痕的主要原因为钣金搭接缝间隙较长、电泳后间隙积液较多，积液经高温烘烤后，毛细效应失效，积液从缝隙中流出滴落在牌照框下缘产生电泳流痕。

图2 两片式举升门现场实图

表1 某车型两片式举升门电泳流痕统计

打磨班次位置缺陷名称过线数量/台缺陷车数量/台缺陷占比备注 C1举升门牌照框下缘电泳流痕1059085.7%状态严重 C2举升门牌照框下缘电泳流痕988687.7%状态严重

2 解决方案与验证

2.1 解决方案

针对电泳流痕问题，常见的有效解决方案有以下三种：1）适当调整烘烤参数：该方法是延长烘房升温段的升温时间，有效防止缝隙中的液体残留爆沸流出。该方法对涂装车间电泳烘房的设计要求较高，一般情况下，电泳烘房的调整窗口较小，采用该方法的改进效果不明显，同时调整烘烤参数会影响整条线上的所有车型，应用时需综合考虑其对其他车型的影响。2）利用机械吹扫装置：该方法是通过机械吹扫装置，在车身进入烘房前端加装风机，对容易形成积液的位置进行吹扫，在烘烤前将积液吹出，避免积液在烘烤过程中爆沸流出。对于方便吹扫区域，采用该方法会有较好的改进效果，而对于吹扫不可达的区域，采用该方法改进效果一般。3）结构设计优化：该方法是通过优化设计，缩小钣金夹缝间隙区域，进而减少缝隙中的液体残留，达到改善电泳流痕的目的。

两片式举升门搭接缝位置特殊，属于吹扫不可达的区域，因此不采用吹扫法。同时调整烘烤参数影响面较广，一般不轻易采用。因此，针对生产现场某车型两片式举升门电泳流痕问题，建议通过优化设计来改善电泳流痕。具体的优化设计改进内容如表2所示，解决措施分为两步：第一步，将车身胶由原本的直线涂胶改成沿着扇形搭接缝涂胶；第二步，将车身胶距离缝隙边缘的偏移量调整为15 mm。

表2 解决方案的具体内容

序号产生原因对策目标 1钣金搭接缝间隙较大车身胶沿搭接缝方向涂胶减小搭接缝间隙 2钣金搭接缝间隙较大调整车身胶距离缝隙位置减小搭接缝间隙

2.2 方案验证

两片式举升门电泳流痕解决方案的第一步验证结果如图3所示，共验证150辆车，验证结果如表3所示。车身胶涂胶方式改成沿扇形钣金缝涂胶后，可兜液的间隙区域显著减少，电泳流痕状态有明显的改善，但部分验证车出现车身胶溢出的现象。

图3 验证结果

表3 车身胶涂胶方式改进后的电泳流痕统计表

参数名称参数值 第一周第二周第三周平均 验证数量/台50505050 电泳流痕数量/台3.04.03.03.3 发生率/%6.08.06.06.7

2.3 优化方案再验证

为解决车身胶溢出问题，对优化方案进行改进和再验证，对车身胶距离缝隙边缘的偏移量进行适当调整，共验证150辆车，具体的调整方法如表4所示。由验证结果可知：1）当偏移量为13 mm时，电泳流痕的发生率为0，但车身胶溢出的发生率为24%。这是因为车身胶离钣金缝隙边缘较近，车身胶受热膨胀后容易溢出，溢出的车身胶存在影响油漆胶密封性能的风险，不利于油漆涂胶；2）当偏移量为15 mm时，电泳流痕的发生率为4%，且流痕状态轻微，车身胶溢出的发生率较低（2%），车身胶溢出状态轻微；3）当偏移量为17 mm时，电泳流痕的发生率较高（16%），车身胶溢出率为0，原因是车身胶离缝隙边缘较远时，间隙区域相对较大，容易产生液体残留，进而导致电泳流痕。

表4 车身胶涂胶偏移量验证统计表

参数名称参数值 方法1方法2方法3 验证数量/台505050 电泳流痕数量/台028 电泳流痕发生率/%0416 车身胶溢出数量/台1210 车身胶溢出发生率/%2420

注：方法1的偏移量为13 mm；方法2的偏移量为15mm；方法3的偏移量为17mm。

综上所述，将车身胶钣金缝隙边缘的偏移量设置为15 mm是一个比较合适的数值，在该偏移量下，电泳流痕发生率以及车身胶溢出发生率都比较低，且状态轻微，对后道工序影响较小。经过验证，将此处车身胶偏移15 mm的工艺参数输入至焊装车间，并体现在其相关打胶工位的操作指导中。对本案例进行失效模式和影响分析，其潜在失效模式为电泳漆膜上有流痕缺陷；潜在的失效后果为影响电泳质量、增加电泳打磨量；潜在的失效原因为钣金间隙缝兜液；措施为调整车身胶与钣金缝边缘的距离。建议将该案例和改进方案添加到设计失效模式和影响分析（Design Failure Mode and Effects Analysis, DFMEA）、工艺失效模式和影响分析（Process Failure Mode and Effects Analysis, PFMEA）进行跟踪。偏移量的设计以及验证车状态如图4所示。

图4 偏移量设计及验证车状态

3 结论

电泳流痕问题一直以来都是困扰涂装车间的主要问题之一，有效解决电泳流痕问题需要具体问题具体分析。本文针对两片式举升门的电泳流痕问题进行充分的理论研究与现场验证，得出了有效解决两片式举升门电泳流痕问题的方法，具体建议为1）直线搭接缝比扇形面搭接缝更不易导致液体残留，因此，在设计环节建议将两片式举升门上/下片钣金的搭接缝设计成直线搭接缝。2）搭接缝中的车身胶释放需要沿着钣金搭接边缘方向进行释放来减少液体残留。3）车身胶与钣金搭接边缘的偏移量需设计为15 mm，该数值下两片式举升门的外观质量状态最优。4）结构改进和优化要尽可能于项目前期提出，因为后期提出会增加修模费用，在本文案例中，相比直接修改扇形面的搭接所需的修模费用，采用优化车身胶设计的方案费用较少。5）在解决电泳流痕时，需要充分考虑采用的改进方法可能带来的二次影响，此次两片式举升门的电泳流痕问题解决方案为设计偏移量较小时，虽然能解决电泳流痕问题，却会导致车身胶溢出，因此，需要综合考量。总之，涂装工程师在解决电泳流痕问题时需要全面分析，尽可能选择最符合现场实际的解决方案。

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Formation Reason and Solution of Electrophoretic Flow Marks of Two-piece Lifting Gate

CHEN Weiya

( SAIC General Motors Company Limited, Shanghai 200120, China )

The two-piece lifting gate is easy to form electrophoretic flow marks at the welding joints of two sheet metal pieces, which affects the appearance quality of the product and increases the cost of manual grinding in the following process. This paper analyzes the mechanism and reasons of electrophoresis flow marks of two-piece lifting gate, and proposes the design requirements of the two-piece lifting gate through the summary analysis of the problem of electrophoretic flow marks, which provides a reference scheme to solve the problem of electrophoretic flow marks.

Two-piece lifting gate; Electrophoretic flow marks; Body sealer; High bake

U445.58+5

A

1671-7988(2023)17-134-04

10.16638/j.cnki.1671-7988.2023.017.024

陈威涯（1991－），男，硕士，工程师，研究方向为整车油漆工艺，E-mail:Weiya_Chen@saic-gm.com。